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1、功功和机械能和机械能复习复习临汝镇一中孔朋月临汝镇一中孔朋月学习目标学习目标1、知道动能、重力势能（包括了解弹性势能）的物理意义，、知道动能、重力势能（包括了解弹性势能）的物理意义，知道机械能的知道机械能的概念。概念。2、知道机械功的概念、定义式、知道机械功的概念、定义式W=FS和单位和单位J；能根据具体情；能根据具体情况判断力是否做功；能运用定义式进行简单况判断力是否做功；能运用定义式进行简单计算。计算。3、知道功率的意义、定义式、知道功率的意义、定义式P=W/t和和单位；单位；能结合生产生活实能结合生产生活实际说明机械（包括用电器等）功率的意义；能运用功率定义际说明机械（包括用电器等）功率
2、的意义；能运用功率定义式进行简单式进行简单计算。计算。4、理解机械效率的普遍意义，并能根据公式、理解机械效率的普遍意义，并能根据公式进行一般的进行一般的计算。计算。5、能举例说明物体的动能和势能之间是可以相互转化、能举例说明物体的动能和势能之间是可以相互转化的。的。一、功一、功1力学里所说的功包括两个必要因素：一是力学里所说的功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力作用在物体上的力；二是物体在；二是物体在力的方向力的方向上通过的距离上通过的距离。2不做功的三种情况：不做功的三种情况：有力无距离、有距离有力无距离、有距离无力、力和距离垂直无力、力和距离垂直。巩固：巩固：某同学踢足球，球离脚后飞出
3、某同学踢足球，球离脚后飞出10m远，足球飞出远，足球飞出10m的过程中的过程中人不做功。人不做功。（原因是由于足球具有惯性而飞出原因是由于足球具有惯性而飞出）3力学里规定：力学里规定：功等于力跟物体在力的方功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积向上通过的距离的乘积。公式：。公式：W=FS。4功的单位：功的单位：焦耳焦耳，1J=1Nm。把一个。把一个鸡蛋举高鸡蛋举高1m，做的功大约是，做的功大约是05J。5应用功的公式注意：应用功的公式注意：分清哪个力对物分清哪个力对物体做功，计算时体做功，计算时F就是这个力；就是这个力；公式中公式中S一定是在力的方向上通过的距离，强调对一定是在力的方向上通
4、过的距离，强调对应。应。功的单位功的单位“焦焦”（牛（牛米米=焦焦）.二、功的原理二、功的原理 1内容：内容：使用机械时，人们所做的功，都不会少于使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功；即：使用任何机械都不省功。直接用手所做的功；即：使用任何机械都不省功。2说明：（请注意理想情况功的原理可以如何表述说明：（请注意理想情况功的原理可以如何表述？）？）功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。功的原理告诉我们：使用机械要省力必须功的原理告诉我们：使用机械要省力必须费距离费距离，要省距离必须要省距离必须费力费力，既，既省力又省距离省力又
5、省距离的机械是没有的机械是没有的。的。使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是因为使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是因为使用机械或者使用机械或者可以省力可以省力、或者、或者可以省距离可以省距离、也可以、也可以改变力的方向改变力的方向，给人类工作带来很多方便。，给人类工作带来很多方便。我们做题遇到的多是理想机械（忽略摩擦和机械本我们做题遇到的多是理想机械（忽略摩擦和机械本身的重力）理想机械：使用机械时，人们所做的功身的重力）理想机械：使用机械时，人们所做的功（FS）=直接用手对重物所做的功（直接用手对重物所做的功（Gh）。3应用：斜面应用：斜面理想斜面：理想斜面：斜面光滑斜面光滑；理想斜面
6、遵从理想斜面遵从功的原理功的原理；理想斜面公式：理想斜面公式：FL=Gh，其中：，其中：F：沿斜：沿斜面方向的推力；面方向的推力；L：斜面长；：斜面长；G：物重；：物重；h：斜面高度斜面高度。如果斜面与物体间的摩擦为如果斜面与物体间的摩擦为f，则：，则：FL=fL+Gh；这样；这样F做功就大于直接对物体做做功就大于直接对物体做功功Gh。三、功率三、功率1定义：定义：单位时间里完成的功单位时间里完成的功。2物理意义：物理意义：表示做功快慢的物理量表示做功快慢的物理量。3公式：公式：4单位：主单位单位：主单位W；常用单位；常用单位kW换算：换算：1kW=103W某小轿车功率某小轿车功率66kW，它
7、表示：，它表示：小轿车小轿车1s内做内做功功66000J。5机械效率和功率的区别：机械效率和功率的区别：功率和机械效率是两个不同的概念。功率表功率和机械效率是两个不同的概念。功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功；机示做功的快慢，即单位时间内完成的功；机械效率表示机械做功的效率，即所做的总功械效率表示机械做功的效率，即所做的总功中有多大比例的有用功。中有多大比例的有用功。效率效率高只表示机械对总功的利用率高高只表示机械对总功的利用率高.因此因此,功率大的机械不一定机械效率高功率大的机械不一定机械效率高,如内燃机车的功率是如内燃机车的功率是4210W,但它的效率只有但它的效率只有3040%；而
8、机械效率高的机械而机械效率高的机械,它的功率不一定就大它的功率不一定就大,如儿童玩具汽车的电动机效率可达如儿童玩具汽车的电动机效率可达80%,但功率只有几瓦但功率只有几瓦.机械效率的高低与机械是否省力无内在联系机械效率的高低与机械是否省力无内在联系,不能认为不能认为越省力的机械效率就越高越省力的机械效率就越高.四、机械效率四、机械效率1有用功：定义：有用功：定义：对人们有用的功对人们有用的功。公式：公式：W有用有用Gh（提升重物）（提升重物）=W总总W额额=W总总斜面：斜面：W有用有用=Gh2额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功。额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功。公式：公式：W
9、额额=W总总W有用有用=G动动h（忽略轮轴摩擦的动滑（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）轮、滑轮组）斜面：斜面：W额额=fL3总功：定义：有用功加额外功等于动力所做的功总功：定义：有用功加额外功等于动力所做的功公式：公式：W总总=W有用有用W额额=FS=W有用有用斜面：斜面：W总总=fL+Gh=FLW有用有用W总总=GhFL=GhFS=GhFh =GF=GhFS=GhF2h=G2F=GhFS=GhFnh=GnF=斜面斜面滑轮组滑轮组动滑轮动滑轮定滑轮定滑轮=Gh/(Gh+fL)=Gh/（Gh+G轮轮h）100%动滑轮，滑轮组动滑轮，滑轮组4机械效率：机械效率：定义：定义：有用功跟总功的比值有用功跟
10、总功的比值公式：公式：100%100%100%100%100%100%有用功总小于总功有用功总小于总功，所以机械效率总小于，所以机械效率总小于1。通。通常用常用百分数百分数表示。某滑轮机械效率为表示。某滑轮机械效率为60%表示有用表示有用功占总功的功占总功的60%。.物理意义物理意义机械效率是表示机械对总功利用率高低的机械效率是表示机械对总功利用率高低的物理量物理量.若机械效率越大若机械效率越大,表示该机械对总功的利用率表示该机械对总功的利用率越高越高,即机械做的有用功占它所做的总功的比例越大即机械做的有用功占它所做的总功的比例越大,或者说额外功占总功的比例越小或者说额外功占总功的比例越小,也
11、说明该机械的性也说明该机械的性能越好能越好.提高机械效率的方法：提高机械效率的方法：A.当当W有有一定时一定时,减少减少W额额,可提高效率可提高效率.B.当当W额额一定时一定时,增加增加W有有,可适当提高机械可适当提高机械效率效率.比如比如,对于同一滑轮组对于同一滑轮组(额外功不变额外功不变),在允许范围内增加所提物体的重力在允许范围内增加所提物体的重力.总之总之,对于滑轮组而言对于滑轮组而言,要提高效率要提高效率,可增加可增加有有用功的用功的同时尽量减小额外功同时尽量减小额外功.5机械效率的测量：原理：原理：应测物理量：钩码重力应测物理量：钩码重力G、钩码提升的高度、钩码提升的高度h、拉、拉
12、力力F、绳的自由端移动的距离、绳的自由端移动的距离S。器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度刻度尺、弹簧测力计尺、弹簧测力计。步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：的：保证测力计示数大小不变保证测力计示数大小不变。结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：A、动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。、动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。B、提升重物越重，做的有用功相对就多。、提升重物越重，做的有用功相对就多。C、摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。、摩擦，若各种
13、摩擦越大做的额外功就多。绕线方法绕线方法和和重物提升高度重物提升高度不影响滑轮机械效率。不影响滑轮机械效率。100%五、机械能五、机械能（一）动能和势能（一）动能和势能1能量：能量：一个物体能够做功，我们就说这个物体具一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能有能。理解：理解：能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用能够做功的多少来衡量。用能够做功的多少来衡量。一个物体一个物体“能够做功能够做功”并不是一定并不是一定“要做功要做功”也也不是不是“正在做功正在做功”或或“已经做功已经做功”。如：山上静止。如：山上静止的石头具有能量，但它没有做功。也不一
14、定要做功。的石头具有能量，但它没有做功。也不一定要做功。2探究决定动能大小的因素：探究决定动能大小的因素：猜想：动能大小猜想：动能大小与物体质量和速度有关与物体质量和速度有关。实验研究：研究对象：实验研究：研究对象：小钢球小钢球方法：方法：控制变量控制变量。如何判断动能大小：如何判断动能大小：看小钢球能推动木块做功的多看小钢球能推动木块做功的多少少。如何控制速度不变：如何控制速度不变：使钢球从同一高度滚下，则到使钢球从同一高度滚下，则到达斜面底端时速度大小相同达斜面底端时速度大小相同。如何改变钢球速度：如何改变钢球速度：使钢球从不同高度滚下使钢球从不同高度滚下。分析归纳：保持钢球质量不变时结论
15、：分析归纳：保持钢球质量不变时结论：运动物体运动物体质量相同时；速度越大动能越大质量相同时；速度越大动能越大。保持钢球速度不变时结论：保持钢球速度不变时结论：运动物体速度相同时；运动物体速度相同时；质量越大动能越大质量越大动能越大；得出结论：得出结论：物体动能与质量和速度有关；速度越物体动能与质量和速度有关；速度越大动能越大，质量越大动能也越大大动能越大，质量越大动能也越大3机械能：机械能：动能和势能统称为机械能。动能和势能统称为机械能。理解：理解：有动能的物体具有机械能；有动能的物体具有机械能；有势有势能的物体具有机械能；能的物体具有机械能；同时具有动能和势同时具有动能和势能的物体具有机械能
16、。能的物体具有机械能。（二）动能和势能的转化（二）动能和势能的转化1动能和重力势能间的转化规律：动能和重力势能间的转化规律：质量一定的物体，如果加速下降，则动能增大，质量一定的物体，如果加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能。重力势能减小，重力势能转化为动能。质量一定的物体，如果减速上升，则动能减小，质量一定的物体，如果减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。重力势能增大，动能转化为重力势能。2动能与弹性势能间的转化规律：动能与弹性势能间的转化规律：如果一个物体的动能减小，而另一个物体的弹性如果一个物体的动能减小，而另一个物体的弹性势能增大，则动能转化为弹性势能
17、。势能增大，则动能转化为弹性势能。如果一个物体的动能增大，而另一个物体的弹性如果一个物体的动能增大，而另一个物体的弹性势能减小，则弹性势能转化为动能。势能减小，则弹性势能转化为动能。3动能与势能转化问题的分析：动能与势能转化问题的分析：首先分析首先分析决定动能大小的因素决定动能大小的因素，决定重力势能决定重力势能（或弹性势能）大小的因素（或弹性势能）大小的因素看动能和重力势能看动能和重力势能（或弹性势能）如何变化。（或弹性势能）如何变化。还要注意还要注意动能和势能相互转化过程中的能量损失动能和势能相互转化过程中的能量损失和增大和增大如果除重力和弹力外没有其他外力做功如果除重力和弹力外没有其他外
18、力做功（即：没有其他形式能量补充或没有能量损失），（即：没有其他形式能量补充或没有能量损失），则动能势能转化过程中机械能不变。则动能势能转化过程中机械能不变。题中如果有题中如果有“在光滑斜面上滑动在光滑斜面上滑动”则则“光滑光滑”表表示没有能量损失示没有能量损失机械能守恒；机械能守恒；“斜面上匀速下滑斜面上匀速下滑”表示有能量损失表示有能量损失机械能不守恒。机械能不守恒。功和机械能小结功和机械能小结一、功：做功的两个力要因素，不做功的三种情况，一、功：做功的两个力要因素，不做功的三种情况，W=Fs，单位，单位二、功的原理：理想机械二、功的原理：理想机械三、机械效率：公式，测量方法三、机械效率：公式，测量方法=（Gh/Fs)，如何，如何提高提高四、功率：四、功率：P=W/t=Fv，与机械效率的区别，与机械效率的区别五、机械能：概念，动能（五、机械能：概念，动能（mv），重力势能（），重力势能（mh），弹性势能（弹性形变），弹性势能（弹性形变）六、机械能的转化：只有动能和势能的转化是，机六、机械能的转化：只有动能和势能的转化是，机械能守恒。械能守恒。